БІЛЕТ 1

1.1Рух в центрально-симетричному полі. Закони Кеплера.

Силу яка діє на мат точку або тіло що рухається,наз – центральною, якщо її лінія проходить завжди через одну і ту саму нерухому точку О, яка наз центром сили:

-радіус-вектор проведений з центра О у точку прикладання сили .F -проекція сили на напрям радіус вектора. При русі мат точки під дією центр сили її момент імпульсу відносно центра О не змінюєя: ,

Задача Кеплера –описати рух матеріальної точки в цент-сим полі, коли сила обернено пропопорц квадрату відстані до центра сили: . - стала вел. Якщо <0 то точка відштовхуться від центра (кулон взаємодія однойменних точ зарядів. >0 то точка притяг до центра(гравіт взаємодія матер точок і кулонівська взаєм. різнойменних зарядів.

Траєкторія точки – канон перетин, рівняння руху якого в полярних коор має вигляд:

( >0) ( <0) де -параметр орбіти е-ексцентриситет орбіти.

Якщо е>1 то орбіта має форму гіперболи,якщо е=1 то орбіта парабола, 0<e<1-еліптична, е=0 то коло.

Закони КеплераСпостерігаючи обертання планет на небесній сфері, І. Кеплер відкрив закони їхнього руху навколо Сонця:

1. Усі планети обертаються по еліпсу, в одному з фокусів якого перебуває Сонце

2. Радіус-вектор кожної планети за рівні проміжки часу описує рівні площі (S1 = S2 = S3)(або селекторна швидкість точки стала)

3. Квадрати періодів обертання планет навколо Сонця відносяться як куби великих півосей їхніх еліптичних орбіт:

Аналізуючи ці закони, зауважимо, що відстань від планет до Сонця з планетним рухом змінюється (наслідок дії першого закону), тобто й Земля, рухаючись по еліптичній орбіті, у різні моменти перебуває на різних відстанях від Сонця. З другого закону Кеплера випливає, що швидкість руху планети різна в різних точках орбіти: v₁ v₂ v₃. На підставі третього закону Кеплера можна довести, що сила гравітаційної взаємодії між певною планетою та Сонцем обернено пропорційна квадрату середньої відстані між цими небесними тілами

1.2. Поглинання світла. Закони Бугера і Бугера-Ламберта-Бера.

Поглинанням світла - наз явище зменшення енергії світлової хвилі при її пошир в речовині, що відбув внаслідок перетворення енергії хвилі на вн. енергію реч або енергію вторинного випромінювання, яка має ін. спектральний склад та ін. напрямки поширення (фотолюмінесценсія).Поглинання світла може викликати нагрівання речовини, збудження та іонізацію атомів або молекул, фотохімічні реакції та ін. процеси в речовині.

Поглиннаня світла описується законом Бугера-Ламберта, згідно з яким, інтенсивність І плоскої хвилі монохроматичного світла зменшується по мірі проходження через поглинаюче середовище по експоненц. з-ну: , де І та І –інтенсивності світла на вході і виході із шару середовища, завтовшки d, -натуральний показник поглинання середовища, d0- товщина шару речовини.

Для розведених розчинів поглинаючого середовища в непоглинаючому розчиннику справджується з-н Бера: і з-н Бугера-Ламберта –Бера має вигляд: .

с-концентрація розчину.А-(коеф. пропорційності) стала яка залежить від властивостей розчиненої реч і частоти світла.

Вид спектра поглинання світла речов визначається х-ром залеж від частоти.Розріджений газ має простий – лінійчастий спектр поглин.Частоти ліній погл збігаються з частотами ліній у спектрі випр.-ня цього газу.Розріджений молекул газ має смугастий спектр погл. Структура смугастого погл визнач структурою ен рівнів молекул.Рідкі і тверді.. діалектрики мають суцільні спектри погл, що скл з порівняно широких смуг частот для яких показник погл 0. За межами цих частот діалектрики прозорі ( ).Вибірковим селективним поглинанням пояснюється забарвлення багатьох мінералів і розчинів барвників.

1.3. Космічні промені. М’яка і жорстка компоненти. Походження космічних променів..

Під космічними променями розуміють потік частинок, що падає на Землю із Всесвіту, а також частинок, які виникають внаслідок взаємодії суто космічних частинок з атомами атмосфери Землі. космічні промені поділяють на первинні і вторинні. До перших належать частинки високих енергій (понад 10 ГеВ— протони, нейтрони, -частинки, ядра легких атомів; частинки вторинного походження утворюють широкий спектр продуктів ядерних реакцій ~ сюди входять електрони, позитрони, -фотони, -, -, К-мезони тощо. На висотах понад 50—60 км космічне проміння первинне, на висотах нижче 20 км — вторинне.

Інтенсивність первинного космічного проміння на верхній межі атмосфери становить близько 10⁴ 1/(м²*с); потік заряджених частинок на рівні моря пересічно 2 • 10² 1/(м² *с).

Загальна енергія, яку приносять космічні промені на Землю, порівняно невелика, щось 1,5 • 10⁶ кВт, вона порівнянна з енергією видимого світла зір.

Склад і властивості космічного проміння вивчають за допомогою комплексу різних приладів, у тому числі камери Вільсона—Скобельцина, іонізаційних лічильників, лічильника Черенкова, пластинок з товстошаровими фотоемульсіями; прилади піднімають на гірські висоти, ще вище — на газових зондах, ракетах і космічних кораблях.

Д ля визначення енергій і проникної здатності проміння використовують свинцеві пластинки наростаючої товщини. Зокрема, дослідження показують, що при проходженні крізь пластинки завтовшкивід 0 до 10 см, інтенсивність проміння швидко ослаблюється, а при дальшому збільшенні товщини пластинок — майже не змінюється (рис. 197).

За цими даними у вторинному космічному промінні виділяють м'яку компоненту, яка дуже поглинається у свинці, і жорстку компоненту, яка має велику проникну здатність. З'ясовано, що до м'якої компоненти входять електрони, позитрони і фотони, до жорсткої — важчі частинки.

Дослідження космічного проміння на різних висотах показали, що його інтенсивність із збільшенням висоти спочатку швидко зростає і досягає максимуму (рис. 198), а далі спадає і, починаючи з деякої висоти, залишається незмінною. Початкове зростання інтенсивності пояснюється виникненням в атмосфері Землі вторинного космічного проміння. Атмосфера Землі ослаблює шкідливу дію космічних променів високих енергій.

Під дією космічного проміння в атмосфері Землі відбуваються досить складні фізичні процеси у вигляді каскадних ядерних і електронно-фотонних лавин.

При непружних зіткненнях первинних космічних частинок з ядрами атомів атмосфери відбуваються розщеплення атомних ядер — своєрідні вибухи. Такі ядерні вибухи були зареєстровані в товстошарових фотопластинках у вигляді «зірок». Промені «зірок» — це сліди частинок, які вивільнилися при ядерних вибухах: вторинні протони, нейтрони, , -мезони. Останні в свою чергу швидко розпадаються на мюони і нейтрино:

д о 1.3

Вторинні протони і нейтрони, що вивільнилися під час попереднього ядерного вибуху, в свою чергу, можуть спричинювати наступні ядерні вибухи; до цього ж -мезони, що виникають у першому акті ядерного вибуху, самодовільно розпадаються на два -фотони великих енергій (рис. 199); ці фотони дають початок розвитку електронно-фотонних процесів вторинного випромінювання (рис. 200). Так виникає каскадна лавина легких заряджених частинок.

Під дією первинного космічного проміння в навколишньому просторі Землі відбуваються неперервні процеси розщеплення і перебудови ядер, виділення і перетворення елементарних частинок матерії. Чимало з цих частинок, а також гіперядра були виявлені вперше саме тут. Пізніше, в зв'язку з побудовою прискорювачів частинок до енергій в сотні ГеВ, процеси, подібні до космічних, здійснюють в лабораторних умовах.

Для повноти викладу окреслимо гіпотезу походження первинного космічного проміння. У Всесвіті відбуваються велетенські вибухи на наднових зорях, бурлять потоки високотемпературної плазми в товщі світил; навколо цих тіл нагромаджуються хмари міжзоряної іонізованої речовини. В усій існуючій динамічній системі тіл Всесвіту утворюються надпотужні вихрові електромагнітні поля — прискорювачі заряджених частинок; останні там завжди присутні. Певно зоряні вибухи і природні електромагнітні прискорювачі поблизу світил є постачальниками первинного космічного проміння на Землю.

БІЛЕТ 2